基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及遠(yuǎn)傳智能水表，尤其是一種基于塑料光纖傳感和通訊數(shù)據(jù)光電編碼式遠(yuǎn)傳智能水表。
【背景技術(shù)】
[0002]水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳為用水計量、階梯水價、水務(wù)管理等提供了必要的基礎(chǔ)信息。水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳也是水表智能化網(wǎng)絡(luò)化的前提和基礎(chǔ)。
[0003]對于非電子式水表，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的前提是通過各種傳感器將機(jī)械水表中葉輪或活塞的位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，再將該電信號遠(yuǎn)傳。目前遠(yuǎn)傳水表傳感方式通常有干簧管式、霍爾元件式以及光電編碼式。干簧管式技術(shù)方案因為干簧管使用壽命的原因已經(jīng)被淘汰?；魻栐郊夹g(shù)方案相對于干簧管式方案，具有安裝方便、不易損壞、壽命長、體積小、可以將傳感器模塊放到機(jī)芯外部杜絕漏水等長處，目前仍被使用。光電編碼式技術(shù)方案是在水表的字輪端面上制作出特殊的碼道，由于碼道的存在，使得字輪的端面具有擋光和透光的作用。字輪兩側(cè)分別安裝了沿同一圓周均勻分布的幾個發(fā)光管和相同數(shù)量相同分布的光接收管。在抄表的時候，發(fā)光管會被點亮，發(fā)光管發(fā)出的光線照射在字輪端面上。由于字輪旋轉(zhuǎn)的位置不同，產(chǎn)生擋光和透光作用，就會對應(yīng)出代表各個O?9這十個數(shù)字相應(yīng)的不同碼道，這樣字輪另一端的接收管就會得到一組明暗信號，再經(jīng)集成電路計算處理，經(jīng)可確定字輪的位置，從而得到最終的水表讀數(shù)。但是，光電編碼式的遠(yuǎn)傳水表面臨一個的問題，就是如何解決好濕式水表的密封性。因為如果在字輪附近出現(xiàn)了氣泡，光線將會形成折射，這會很大程度影響到讀數(shù)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的是在遠(yuǎn)程水表中采用塑料光纖傳感器并通過塑料光纖通訊模塊將水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是，一種基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表，其構(gòu)成包括濕式機(jī)械字輪顯示水表，其特征在于:其構(gòu)成中還包括有，塑料光纖、單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊，在濕式機(jī)械字輪顯示水表字輪計數(shù)器字輪一側(cè)端面上按編碼規(guī)則設(shè)置若干編碼光反射帶，若干根塑料光纖固定于字輪編碼光反射帶的同一側(cè)，這些塑料光纖端面位于正對字輪轉(zhuǎn)動過程中編碼光反射帶所要經(jīng)過軌跡線、且緊貼字輪端面，這些塑料光纖的另一個端面與單芯光收發(fā)器呈光連接，單芯光收發(fā)器與光電編碼處理及通訊模塊相連接，光電編碼處理及通訊模塊將水表讀數(shù)電信號遠(yuǎn)傳至主站或采集器。
[0006]本實用新型的優(yōu)點有，
[0007]1.將塑料光纖光收發(fā)器作為光電轉(zhuǎn)換傳感器，利用塑料光纖在水中不影響其發(fā)光和接收光的特性，只將塑料光纖部分置于濕式水表中，其余功能電路，如光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊、電池等則位于水表密封殼體之外，有效地解決了濕式水表的密封問題，同時還保證了塑料光纖光電傳感器的長壽命使用。
[0008]2.塑料光纖可以不受環(huán)境潮濕的影響，組網(wǎng)布線容易，成本相對較低。
[0009]3.由于塑料光纖端面緊靠字輪端，字輪光反射帶與塑料光纖發(fā)光和受光端面十分接近，光信號泄露和損失少，另外，塑料光纖光收發(fā)器可工作在單一波長(如藍(lán)光、綠光或紅光)，這樣能提高對背景光線抗干擾能力。
[0010]4.塑料光纖通訊模塊可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，同時還可以轉(zhuǎn)換成無線電信號RF，或轉(zhuǎn)換成485總線信號，可方便地為每一塊獨立的水表提供組網(wǎng)遠(yuǎn)傳的通訊接口，具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)接入特性。
[0011]5.采用單芯塑料光纖光收發(fā)器作為光電傳感器，能耗少，且具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例各部分構(gòu)成及光電信號轉(zhuǎn)換、處理、傳輸示意圖。
[0013]圖2是本實用新型實施例編碼字輪端面反射帶位置示意圖。
[0014]以上附圖中，I是濕式機(jī)械水表，2是字輪計數(shù)器，3是塑料光纖束，4是單芯光收發(fā)器組，5是光電編碼處理及通訊模塊，6是電池，7是主站，8是數(shù)據(jù)采集器，11是字輪，12是編碼反射帶之一，13是編碼反射帶之二，14是編碼反射帶之三。
【具體實施方式】
[0015]實施例一:
[0016]本實施例各部分構(gòu)成如附圖1所示。
[0017]通常，濕式機(jī)械水表的字輪計數(shù)器共有四個字輪，在濕式機(jī)械水表每個字輪11的一側(cè)端面印制有三個編碼光反射帶12、13、14，如附圖2中加陰隱線部分。在每個字輪反射帶一側(cè)各配置固定五根塑料光纖。所有塑料光纖進(jìn)出光的端面正對字輪編碼反射帶運動軌跡線路。所有塑料光纖的另一個進(jìn)出光端面分別與二十個單芯光收發(fā)器連接，這二十個單芯光收發(fā)器處于半雙工狀態(tài)，既能發(fā)送光信號，又能接收光信號并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，這二十個單芯光收發(fā)器電信號接口端與光電編碼處理及通訊模塊電路的接口端連接通訊，光電編碼處理及通訊模塊電路通過無線RF方式與水表數(shù)據(jù)采集器通訊，采集器再通過多種方式，如電力線載波、485總線、互聯(lián)網(wǎng)等，將采集器中抄表數(shù)據(jù)信號上傳到主站。
[0018]本實施例中，抄表時，二十個單芯光收發(fā)器同時向五組二十根塑料光纖發(fā)出綠光，此刻，字輪計數(shù)器的各字輪轉(zhuǎn)到某一特定位置時，對于某一個字輪而言，五根塑料光纖中，有的塑料光纖端面正對著該字輪的光反射帶，這些塑料光纖另端的單芯光收發(fā)器瞬間就能接收到反射光信號，輸出電信號，狀態(tài)為“I”，而有的塑料光纖端面正對著的不是該字輪的光反射帶，這些塑料光纖的另端單芯光收發(fā)器就沒有接收到反射的光信號，無電信號輸出，狀態(tài)為“O”，用四根塑料光纖及四個單芯光收發(fā)器就能獲取一個該字輪的具體位置信息，另一根塑料光纖及另一個單芯光收發(fā)器可以作為校驗，以保證對該字輪具體位置判讀的準(zhǔn)確和精確。光電編碼處理及通訊模塊對全部二十個單芯光收發(fā)器傳來的狀態(tài)信息做解碼，進(jìn)而解譯出字輪計數(shù)器中各字輪的具體精確位置。
[0019]本實施例只將塑料光纖部分置于濕式水表中，其余功能電路，如單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊、電池等則位于水表密封殼體之外，有效地解決了濕式水表的密封問題，同時還保證了塑料光纖光電傳感器的長壽命使用。
[0020]本實施例中，由于塑料光纖端面緊靠字輪端，字輪光反射帶與塑料光纖發(fā)光和受光端面十分接近，光信號泄露和損失少，另外，塑料光纖光收發(fā)器可工作在單一波長(如藍(lán)光、綠光或紅光)，這樣能提高對背景光線抗干擾能力。
[0021]本實施例采用平時休眠，人工或定時喚醒讀數(shù)，這樣電能消耗極少，電池壽命增加。
【主權(quán)項】
1.一種基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表，其構(gòu)成包括濕式機(jī)械字輪顯示水表，其特征在于:其構(gòu)成中還包括有，塑料光纖、單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊，在濕式機(jī)械字輪顯示水表字輪計數(shù)器字輪一側(cè)端面上按編碼規(guī)則設(shè)置若干編碼光反射帶，若干根塑料光纖固定于字輪編碼光反射帶的同一側(cè)，這些塑料光纖端面位于正對字輪轉(zhuǎn)動過程中編碼光反射帶所要經(jīng)過軌跡線、且緊貼字輪端面，這些塑料光纖的另一個端面與單芯光收發(fā)器呈光連接，單芯光收發(fā)器與光電編碼處理及通訊模塊相連接，光電編碼處理及通訊模塊將水表讀數(shù)電信號遠(yuǎn)傳至主站或采集器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表，其構(gòu)成包括濕式機(jī)械字輪顯示水表，其特征在于：其構(gòu)成中還包括有，塑料光纖、單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊，在濕式機(jī)械字輪顯示水表中的字輪一側(cè)端面上按編碼規(guī)則設(shè)置若干編碼光反射帶，若干根塑料光纖固定于該字輪編碼光反射帶的同一側(cè)，這些塑料光纖端面貼近且正對字輪轉(zhuǎn)動時編碼光反射帶所要經(jīng)過軌跡線，這些塑料光纖的另一個端面與單芯光收發(fā)器呈光連接，單芯光收發(fā)器與光電編碼處理及通訊模塊相連接，光電編碼處理及通訊模塊將水表讀數(shù)電信號遠(yuǎn)傳至主站。本實用新型有效解決了濕式水表光電讀數(shù)的密封問題，由于塑料光纖端面緊靠字輪，光信號泄露和損失少，抗干擾、省能耗。
【IPC分類】G01F15/06
【公開號】CN205352487
【申請?zhí)枴緾N201521120233
【發(fā)明人】胡國祥, 胡南凱, 胡文彬
【申請人】南京宇能新能源科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月30日